磁悬浮列车在世界上的发展与展望

磁悬浮列车目前在世界上已步入实用阶段。本文以磁悬浮列车的两种不同的悬浮方式EMS(Eletromagnetic system)和EDS(Electro dynamic system)为线索,较全面地介绍世界上磁悬浮列车的现状与发展。其中包括磁悬浮列车在中国的发展与现状,及概述它的发展前景。 一、磁悬浮列车和驱动方式     

美国Magplane磁悬浮列车方案

美国Magplane磁悬浮列车方案有两种,一种是速度在500km/h的超导方案,另一种是速度约250 km/h的永磁方案.与其他高速磁悬浮列车相比,美国高速磁悬浮列车方案使用了永磁悬浮,使悬浮气隙达5～15 cm,这样可以大大降低轨道土建工程施工的精度要求,并且该系统使用电磁道岔,改变了多数磁悬浮列车系统使用机械道岔,占地面积大,操作不方便的缺点,从而该方案具有造价低、原理简单、悬浮间隙大、起浮速度低的优点.文章从原理、创新、存在问题等方面对美国Magplane磁悬浮列车永磁方案进行了较详细的介绍.     

美国Magplane磁悬浮列车方案介绍

美国Magplane磁悬浮列车方案有两种,一种是速度在500km/h的超导方案,另一种是速度约250km/h的永磁方案。与其他高速磁悬浮列车相比,美国高速磁悬浮列车方案使用了永磁悬浮,使悬浮气隙达5￣15cm,这样可以大大降低轨道土建工程施工的精度要求,并且该系统使用电磁道岔,改变了多数磁悬浮列车系统使用机械道岔,占地面积大,操作不方便的缺点,从而该方案具有造价低、原理简单、悬浮间隙大、起浮速度低的优点。文章从原理、创新、存在问题等方面对美国Magplane磁悬浮列车永磁方案进行了较详细的介绍。     

磁悬浮列车悬浮电磁铁电磁场三维有限元分析

首先以中低速磁悬浮列车悬浮电磁铁电磁场分析为例,介绍有限元分析软件ANSYS进行三维静磁场分析的基本过程,然后介绍ANSYS在国防科学技术大学的磁悬浮列车(CMS-3型)悬浮电磁铁静磁场三维分析中的应用,为今后该悬浮电磁铁的改进设计提供分析数据和理论依据。     

美国新型结构磁悬浮交通技术分析与比较

介绍美国GA、Magplane、Maglev2000、M3和AMT等5种新型结构磁悬浮交通技术的研究发展概况、结构原理和技术特点。GA采用永磁EDS型悬浮和LSM牵引,悬浮间隙2．5cm;Magplane的原理和GA类似,但采用大块永久磁铁,使悬浮间隙达10cm左右;Maglev2000发展了四极超导磁铁和电磁道岔;M3采用电磁永磁混合EMS悬浮,以增大间隙和减小功耗;AMT采用了新型EMS结构。这些方案各具特色,创新明显,对于发展我国磁悬浮交通技术具有启发作用。     

中低速磁悬浮列车用混合电磁铁磁场与电磁力分析

描述了一种中低速磁悬浮列车用永磁和电励磁混合悬浮电磁铁结构形式,并利用二维和三维有限元数值方法,分析了满载8 mm气隙额定悬浮、满载18 mm气隙起浮、满载10 mm悬浮和空载3 mm气隙防吸死4种典型工况下悬浮电磁铁的电磁特性。通过计算分析指出,采用新型混合悬浮电磁铁是可行的;与传统纯电励磁方式相比,在小气隙防吸死工况下,其漏磁与大气隙下一样严重。     

电磁永磁混合磁悬浮系统自适应控制方法研究

研究电磁永磁混合型EMS磁悬浮列车的悬浮控制问题．根据控制指标要求设计零功率控制器．内环采用次速电流环，外环采用自适应PD环，它能保证系统在全质量范围内悬浮性能保持一致。仿真及试验表明．增加自适应机制后．系统的抗干扰能力强．在质量改变时表现出稳健性.     

基于虚拟样机的磁悬浮列车悬浮系统建模及仿真

为避免建立微分方程描述磁悬浮列车动力学问题的困难,利用ADAMS和Matlab软件建立了CMS-03型磁悬浮列车的虚拟样机模型,介绍了悬浮系统的建模方法和理由。所建的列车虚拟样机模型能顺利通过按照长沙试验线建立的轨道曲线,悬浮电流的变化也与试验测量结果一致,说明悬浮系统的建模方法是合理的。该模型为改进控制算法、验证列车动力学分析结果提供了一个良好的仿真平台。     

基于不等宽结构的混合型悬浮装置的研究

针对中低速磁悬浮列车中永磁与电磁混合悬浮磁铁存在的吸死问题,研究了一种基于不等宽结构的混合悬浮装置。分析该装置中U型铁、F型轨及两者间气隙的电磁关系,建立基于不等宽结构悬浮装置的模型。以株洲中低速磁浮商业试验线列车为基础,使用ANSOFT软件进行仿真,对该悬浮装置进行了设计及验证。仿真结果表明:在改进的不等宽混合悬浮装置中,无论气隙间距大小如何,该不等宽结构中的悬浮力始终与重力保持平衡,可实现列车悬浮的"0功率"控制。     

日本磁悬浮列车

介绍了日本低温超导磁悬浮列车推进、悬浮、导向的有关原理和实现方式,并概述了山梨试验线和相关的投资情况.     

单悬浮架多控制器耦合磁悬浮系统动态特性研究

介绍交互使用有限元分析软件和控制系统仿真软件实现弹性体与多控制器耦合结构的磁悬浮系统仿真方法。利用该方法研究弹性悬浮架的机械解耦作用。在控制系统仿真软件中建立磁悬浮系统刚性部件的动力特性模型以及悬浮控制器反馈模型,同时使用有限元技术建立弹性悬浮架模型,通过二次开发语言编程实现弹性悬浮架动力响应的有限元分析全过程,用C 语言编程实现仿真程序调用有限元分析程序的接口,从而实现整个悬浮系统的仿真。仿真过程证明,弹性悬浮架能够消除或减弱悬浮控制器之间的耦合作用。     

邻车减振器对磁悬浮列车横向振动的影响

通过对磁悬浮车辆基本结构的分析，利用动力学仿真软件SIMPACK，建立了低速常导磁吸式（EMS）磁悬浮车辆整车动力学模型。分析了相邻车体间横向减振器对磁悬浮列车横向振动的影响，并得到了加装邻车减振器可以明显改善磁悬浮列车横向动力学性能的结论，同时提出了相应的设计建议。     

采用永磁悬挂体的磁悬浮系统建模与系统设计方法

为降低悬浮系统的功耗，提高悬浮品质，建议在吸力型破悬浮系统中采用永磁材料做悬挂体。文中给出了这种系统的建模方法，阐述了系统设计的原理。     

国产磁浮列车外形气动性能分析

基于上海TR08磁浮列车的头部外形,设计了4种国产流线型磁浮列车头部外形。采用大型流场计算软件CFX对5种不同头部外形列车的空气阻力、升力进行计算,并对5种外形的列车交会压力波进行了数值分析。通过对不同外形磁浮列车空气动力性能的分析,提出了国产化磁浮列车气动外形的流线型头部长度取6～7 m,采用单拱,并适当提高纵剖面轮廓线高度的设计原则。     

中低速磁浮在旅游交通领域适应性研究

中低速磁浮作为一种新型轨道交通,其技术特点能否适应旅游景区发展需要综合分析评判。通过对景区发展需求进行归纳总结,对比分析中低速磁浮交通与传统轮轨交通技术特点,结合凤凰磁浮文化旅游项目研究中低速磁浮交通在景区交通中的适应性。研究表明,(1)景区交通发展需解决景区可达性,促进景区经济发展,优化景区交通线网,保护景区生态环境。(2)中低速磁浮具有安全可靠、绿色环保、线路适应性优、投资成本低等特点。(3)中低速磁浮在景区交通应用中应与景区发展相适应、与交通规划相适应、与客流水平相适应、与建设条件相适应、与经济效益相适应。(4)在凤凰古城的应用中,磁浮交通促进客流初期增长70.69%,改变71.6%的游客和71.4%的居民出行方式,相较出租车旅途时间缩短66.67%。     

中低速磁浮车辆限界及设备限界研究

合理的限界计算方法对中低速磁浮交通的工程化具有重要意义,但关于磁浮交通的限界计算尚处于起步阶段,文章参考现有限界计算标准及方法,针对磁浮车辆的结构、运行特点,对中低速磁浮车辆限界和设备限界进行了研究。重点介绍了限界计算的计及因素、方法、计算截面的确定以及计算公式。     

采用永磁直驱技术的客运电力机车轮对设计分析

介绍了国内外永磁直驱技术的发展现状,以中车大同电力机车有限公司研发的采用永磁直驱技术大功率客运电力机车轮对为分析对象,着重从轮对的结构特点、车轮和车轴结构设计、材料选择及强度校核分析进行了阐述,提出了轮对设计理念和思路,总结了车轮和车轴的计算参数、计算方法、各受力工况的荷载情况及强度校核结果,说明了需重点关注部位及注意...     

中低速磁悬浮列车五单元转向架曲线通过研究

以五单元转向架磁悬浮列车为例,对磁悬浮列车曲线通过时的运动学规律进行了研究,分析了磁悬浮列车转向架的几何结构和转弯时的运动关系,推导了基于磁导向力平衡假设的磁悬浮列车曲线通过的几何关系的数学表达式,并给出了工程应用的近似计算公式.     

长沙磁浮东延线接入 T3 航站楼工程限界研究

长沙磁浮东延线接入 T3 航站楼工程是国内首个磁浮盾构隧道工程,也是目前世界最长磁浮隧道工程。为 科学、合理制定隧道工程断面尺寸,保障磁浮列车安全平稳运行,对长沙磁浮东延线接入 T3 航站楼工程限界进 行了深入研究。参照《地铁限界标准》,结合磁浮车辆结构特点,对车辆限界、设备限界以及盾构区间建筑限界、 明挖区间建筑限界、地下车站建筑限界等几种典型建筑限界进行了研究,并给出详尽的典型地段建筑限界图。研 究表明：采用盾构内径为 6.1 m 的隧道能够满足隧道阻塞比及磁浮列车安全平稳运行要求,并具有一定的经济性。 长沙磁浮东延线接入 T3 航站楼工程已开工建设,建筑限界设计安全、经济、合理,可为后续磁浮隧道工程建设 提供参考。